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汽車攝像頭線路板之如何選擇汽車攝像頭模塊的電源

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人氣：2900發(fā)布日期：2021-05-17 04:06【大中小】

隨著汽車攝像頭技術(shù)的發(fā)展，其分辨率、動(dòng)態(tài)范圍和幀速率越來(lái)越高，電源架構(gòu)需要根據(jù)具體的用例需求進(jìn)行調(diào)整。在本文中，汽車攝像頭線路板廠將回顧三種可用于為汽車攝像頭模塊供電的策略：

· 全離散

· 全集成

· 部分集成

本文重點(diǎn)介紹小外形攝像頭模塊，該模塊不包含任何數(shù)據(jù)處理、可將原始視頻數(shù)據(jù)輸出到獨(dú)立的電子控制單元。這些模塊通常位于環(huán)視、駕駛員監(jiān)控和后視鏡更換系統(tǒng)中，通過(guò)用于視頻數(shù)據(jù)輸出的相同的同軸電纜接收預(yù)先調(diào)節(jié)的電源電壓。

汽車攝像頭線路板廠的攝像頭模塊所需的功率是多少？

設(shè)計(jì)攝像頭模塊功率部分的第一步是對(duì)每根軌道的功率預(yù)算進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。這一點(diǎn)連同通過(guò)PoC提供的電壓，在選擇電源策略時(shí)非常重要。

攝像頭傳感器和外部電路所需的電流消耗，在不同的傳感器和任何額外的外部設(shè)備上可能差別很大。通常，較低的成像器導(dǎo)軌（圖1中為1.2 V和1.8 V）需要的電流最大，而最大的電源電壓（成像儀為2.9 V）所需電流最小。由于2.9 V導(dǎo)軌與成像器的模擬電源有關(guān)，而最終，它的性能與圖像質(zhì)量有關(guān)。因此，在選擇電源時(shí)需要仔細(xì)考慮，因?yàn)樵搶?dǎo)軌需要無(wú)干擾、噪音最小的電源。隨附的FPD-Link設(shè)備連同任何形式的監(jiān)控器或定序器，也將從這個(gè)功率預(yù)算中提取。

考慮到其出色的噪聲性能，有人可能建議對(duì)每個(gè)電源使用低壓差調(diào)節(jié)器（LDO）。然而，在功率預(yù)算有限的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，這是不可行的。此外，電流的增大會(huì)使連接器和電纜承受壓力，并增加攝像頭的自熱，這可能會(huì)降低性能。

如表1中的示例計(jì)算所示，攝像頭模塊的當(dāng)前要求通常由系統(tǒng)中包含的傳感器和FPD-Link設(shè)備決定。在本示例中，成像器導(dǎo)軌為1.2 V、1.8 V和2.9 V。FPD-Link設(shè)備共享相同的1.8 V導(dǎo)軌。正常工作所需的電流用紅色突出顯示。

在本例中，同軸電纜上的PoC電源首先降到3.3 V，然后為攝像頭模塊上系統(tǒng)的其余部分供電。2.9 V傳感器模擬導(dǎo)軌直接連接到LDO輸出，而其他電源連接到降壓（buck）轉(zhuǎn)換器。1.8 V導(dǎo)軌同時(shí)為DS90UB953-Q1和成像器的接口電源供電。由于DS90UB953-Q1串行器消耗的電流明顯大于成像器接口電源，因此提供給成像器的1.8 V電流可以忽略不計(jì)。成像器2.9 V模擬導(dǎo)軌需要63 mA，DS90UB953-Q1串行器1.8 V導(dǎo)軌需要225 mA，成像器數(shù)字1.2V導(dǎo)軌需要388 mA。為了簡(jiǎn)化前面數(shù)值的計(jì)算，我們假設(shè)效率為100%，計(jì)算出3.3 V電源需要327 mA才能成功為1.2 V、1.8 V和2.9 V導(dǎo)軌供電。

因?yàn)檩斎牒洼敵鲭妷?、輸出電流要求和總瓦?shù)消耗都是已知的，所以輸入電流可以用以下公式計(jì)算：

(PoC電流)x(所需電流) = 3.3V x 327 mA

對(duì)于12 V的PoC電壓，ECU將提供90 mA的電流。

在某些情況下，PoC電壓是通過(guò)ECU固定的，因此必須了解所選擇的PoC電纜和網(wǎng)絡(luò)是否足以為功率目標(biāo)提供所需的電流。對(duì)于2W攝像頭模塊的要求，固定的5 V電源可提供400 mA的電流，而12 V電源可提供166 mA的電流。

對(duì)于較大的PoC電纜長(zhǎng)度，應(yīng)選擇較大的PoC電壓，以確保電纜上的IR壓降最低。PoC電流會(huì)在布線、鐵氧體磁珠、電感器和任何串聯(lián)電阻上產(chǎn)生壓降，并會(huì)減少影響攝像頭模塊穩(wěn)壓器的性能的電壓凈空。在PoC電壓值由設(shè)計(jì)者決定的情況下，電纜規(guī)格通常規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)可以提供的電流量，這將驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的電壓要求。

汽車攝像頭線路板廠的汽車攝像頭模塊的三種電源架構(gòu)

表2比較了三種不同電源架構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。

電源注意事項(xiàng)

在設(shè)計(jì)汽車應(yīng)用時(shí)，有一些考慮因素會(huì)限制您的電源設(shè)計(jì)選擇。重要的系統(tǒng)級(jí)規(guī)范包括：

· 最大限度地減小解決方案的總尺寸，以滿足汽車攝像頭模塊外殼的小尺寸要求。此類外殼的面積通常約為20 mm×20 mm，通常安裝在M12桶塑料外殼內(nèi)。

· 避免對(duì)AM無(wú)線電頻段的干擾。所有的開關(guān)電源都需要在540 kHz至1700 kHz的AM無(wú)線電頻段之外。

· 避免較低的開關(guān)頻率，因?yàn)樗鼈冃枰^大的電感器。相反，選擇：

· 高頻率切換器（>2 MHz）。

· 獲得汽車電子委員會(huì)Q100認(rèn)證的設(shè)備。

· 需要額外保護(hù)的電子器件（如short-to-battery）可以用寬Vin穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)。

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